Sterkere leire ved lave temperaturer

Laboratorieforsøk viser at udrenert skjærstyrke i leire på sjøbunnen på dypt vann kan bli undervurdert hvis ikke temperaturen tas hensyn til. Forsøkene viser at lavere temperatur gir høyere styrke.

NGI og Montana State University (MSU) i USA har gjennomført laboratorieforsøk på fem leiretyper ved to forskjellige temperaturer. Ved vanndyp større enn ca 900 meter er temperaturen på sjøbunnen 0 til -1 C, og hensikten med forsøkene var å undersøke eventuelle forskjeller i leirens skjærstyrke - evnen til å tåle belastninger uten å gi etter - ved ulike temperaturer. Det er viktig å kjenne leirens skjærstyrke når man for eksempel skal dimensjonere forankringen av store offshoreinstallasjoner på havbunnen.

Tre sett med forsøk ble utført ved NGIs laboratorium i Oslo, og to sett forsøk ble utført ved MSU. Alle leirprøvene ble testet ved romtemperatur (ca 20 C) og ved in-situ temperatur (ned til + 0,5 C). NGI undersøkte to intakte offshoreleirer som ble konsolidert til in-situ spenninger, og gjennomførte i tillegg ett sett med forsøk hvor prøvene ble konsolidert til det dobbelte av tidligere forkonsolideringstrykk. MSU gjorde forsøk på to offshore-leirer som ble omrørt og gjenoppbygget og konsolidert ved + 0,5 C for å simulere in-situ forhold.

Resultatene viste blant annet at for tre av leirene var udrenert skjærstyrke 23 - 31 % høyere når forsøkene ble gjennomført ved + 0,5 C, sammenlignet med forsøk i romtemperatur. For de to andre leirene var resultatene ikke direkte sammenlignbare. To leirer som først ble tilpasset romtemperatur og deretter nedkjølt til + 0,5 C før testing, viste skjærstyrkeverdier tilsvarende leirprøver som ikke hadde vært utsatt for slike temperatursvingninger.

Forsøkene viser at man kan undervurdere in-situ styrke vesentlig hvis det ikke tas hensyn til temperatur. Korreksjon for temperatur bør ikke gjøres uten at man har resultater fra forsøk på jordprøver testet i in-situ temperatur. Prosjektet videreføres i 2010 med støtte fra amerikanske National Science Foundation, Norges forskningsråd og oljeindustrien.

For mer informasjon se artikkel i tidsskriftet Canadian Geotechnical Journal (2009).

NGIs geotekniske lab har miljørom for temperaturkontrollerte forsøk (venstre). Til høyre er NGIs CT-scanner som muliggjør å se på strukturen i intakte prøver fra bakken.